COMSOL材料選擇的案例
江蘇君華復(fù)合材料是您選擇復(fù)合廠家好的選擇
江蘇君華復(fù)合材料是您選擇復(fù)合廠家好的選擇
材料選擇 | 新材料之光照亮前進(jìn)之路
因此，更智能的材料選擇有助于設(shè)計(jì)更小巧、更低成本的車燈。與此同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還使用Mechanical開展結(jié)構(gòu)分析，并使用Ansys Fluent進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）仿真。
五步走：五個(gè)簡(jiǎn)單步驟完成材料選擇
現(xiàn)在，讓我們以如何選擇ULTEM樹脂為例，來(lái)探索Granta-SABIC工作流程。
通過(guò)結(jié)合使用Granta仿真材料數(shù)據(jù)（包括SABIC聚合物）以及Ansys多物理場(chǎng)仿真工具，您可以完成完整的汽車前燈設(shè)計(jì)。
步驟：
從Granta材料數(shù)據(jù)庫(kù)中找到并選擇所需的ULTEM樹脂
查看所有可用數(shù)據(jù)，包括熱分析
將其導(dǎo)出至您選擇的仿真應(yīng)用中。例如，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常使用Workbench仿真集成平臺(tái)，以整合Mechanical來(lái)解決結(jié)構(gòu)和溫度相關(guān)的問(wèn)題
根據(jù)需要集成其它多物理場(chǎng)工具，例如Ansys Icepak電子冷卻仿真軟件或Ansys Speos光學(xué)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證軟件
將樹脂指定為Granta MI中的首選材料
圖2：在Ansys Granta MI Enterprise Gateway中指定并保存推薦或首選的材料
得益于能夠從同一平臺(tái)選擇材料和創(chuàng)建模型，設(shè)計(jì)人員可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中跨應(yīng)用比較材料，以確保選擇最佳的材料，并提高虛擬驗(yàn)證的準(zhǔn)確性。
例如，ULTEM樹脂支持需要大規(guī)模加工的嚴(yán)苛產(chǎn)品設(shè)計(jì)。它具有獨(dú)特的高耐熱性、穩(wěn)定的絕緣性、高強(qiáng)度、高剛度和尺寸穩(wěn)定性等各種優(yōu)勢(shì)。
展開 塑料/復(fù)合材料如何選擇合適的材料卡片類型
(4) mat_089 / mat_plasticity_polymer;聚合物塑性材料，這個(gè)材料模型用于模擬聚合物材料的塑性行為，這些材料在塑性變形時(shí)可能表現(xiàn)出非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
(5) mat_101 / mat_geplastic_srate_2000a;粘塑性速率敏感材料，這種材料模型考慮了材料塑性變形速率對(duì)材料行為的影響。
(6) mat_187 / mat_samp-1.用于聚合物的半解析材料模型，將拉伸、剪切、壓縮和雙向拉伸四個(gè)屈服實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擬合得到屈服面，支持隱式和顯式，粘塑性沿松比隨塑性應(yīng)變改變，失效應(yīng)變隨著應(yīng)變率變化，隨應(yīng)力狀態(tài)改變。
(7) mat_169 / MAT_ARUP_ADHESIVE;定義膠黏劑材料，結(jié)構(gòu)中的膠粘結(jié)合，塑性模型不是體積守恒的，避免使用傳統(tǒng)彈性-塑性材料模擬膠接時(shí)可能出現(xiàn)的虛假高拉伸應(yīng)力。
國(guó)外一些汽車公司使用 mat_187 / mat_samp-1 材料本構(gòu)模擬塑料材料進(jìn)行 CAE 分析，該材料本構(gòu)與試驗(yàn)結(jié)果吻合度較高，因此使用該材料本構(gòu)模擬汽車塑料零件的材料性能。
mat_187 的性能如下：
該材料本構(gòu)用于模擬各向同性、內(nèi)部無(wú)纖維加強(qiáng)的塑料；
拉伸和壓縮使用不同的屈服面；
可以考慮基于應(yīng)變率的材料失效；
殼單元與體單元均可使用該材料本構(gòu)；
材料中使用的單軸應(yīng)變并不等同于塑性應(yīng)變；
材料拉伸性能必須定義，壓縮、剪切性能選擇性進(jìn)行定義，也可不定義。
展開 【材料選擇】做了多年機(jī)械，你知道零件材料怎么選嗎？
脆性材料原則上只適用于制造在靜載荷下工作的零件；在有沖擊的情況下，應(yīng)以塑性材料作為主要使用的材料；對(duì)于表面受較大接觸應(yīng)力的零件，應(yīng)選擇可以進(jìn)行表面處理的材料，如表面硬化鋼；對(duì)于受應(yīng)變力的零件，應(yīng)選擇耐疲勞的材料；對(duì)于受沖擊載荷的零件，應(yīng)選擇沖擊韌性較高的材料；對(duì)于尺寸取決于強(qiáng)度而尺寸和質(zhì)量又受限的零件，應(yīng)選擇強(qiáng)度較高的材料；對(duì)于尺寸取決于剛度的零件，應(yīng)選擇彈性模量較大的材料。
金屬材料的性能一般可通過(guò)熱處理加以提高和改善，因此，要充分利用熱處理的手段來(lái)發(fā)揮材料的潛力；對(duì)于最常用的調(diào)制鋼，由于其回火溫度的不同可得到力學(xué)性能不同的毛坯。回火溫度越高，材料的硬度和剛度將越低，而塑性越好。所以在選擇材料的品種時(shí)，應(yīng)同時(shí)規(guī)定其熱處理規(guī)范，并在圖樣上注明。
2）對(duì)零件尺寸和質(zhì)量的限制。
零件尺寸及質(zhì)量的大小與材料的品種及毛坯的制造方法有關(guān)。生產(chǎn)鑄造毛坯時(shí)一般可以不受尺寸及質(zhì)量大小的限制；而生產(chǎn)鍛造毛坯時(shí)，則需注意鍛壓機(jī)械及設(shè)備的生產(chǎn)能力。此外，零件尺寸和質(zhì)量的大小還和材料的強(qiáng)重比有關(guān)，應(yīng)盡可能選擇強(qiáng)重比大的材料，以便減小零件的尺寸及質(zhì)量。
3）零件在整機(jī)及部件中的重要程度。
4）其他特殊要求（如是否需要絕緣、抗磁等）。
02
工藝要求
為使零件便于加工制造，選擇材料時(shí)應(yīng)考慮零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、尺寸大小及毛坯類型。對(duì)于外形復(fù)雜、尺寸較大的零件，若考慮采用鑄造毛坯，則需選擇鑄造性能好的材料；若考慮采用焊接毛坯，則應(yīng)選擇焊接性能好的低碳鋼。
展開 
軍用戰(zhàn)斗機(jī)中碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用及材料選擇標(biāo)準(zhǔn)（一）：應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)
另一方面，使用復(fù)合材料不是戰(zhàn)斗機(jī)的特權(quán)，復(fù)合材料在商用飛機(jī)上的首次重大應(yīng)用是空客公司1983年在A300和A310的方向舵上的應(yīng)用，然后是1985年在垂直尾翼上的應(yīng)用。
圖1 歐洲臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)中的主要材料
由于復(fù)合材料具有較高的比剛度和強(qiáng)度，因此在運(yùn)輸應(yīng)用中受到廣泛關(guān)注，而由于重量較輕，燃料消耗和排放量都可以減少。據(jù)悉，一架客機(jī)每增加一公斤，每年需要增加130升燃料?？梢灶A(yù)計(jì)，碳纖維復(fù)合材料的使用范圍將達(dá)到幾乎所有的區(qū)域和約40%的結(jié)構(gòu)重量將由碳纖維復(fù)合材料制成。在新型戰(zhàn)斗機(jī)的開發(fā)中，不斷提高性能的需求要求在載重結(jié)構(gòu)上大幅度減輕重量。除了設(shè)計(jì)技術(shù)的改進(jìn)（例如集成設(shè)計(jì)、優(yōu)化），碳纖維復(fù)合材料以及更高效的施工方法具有顯著的減重潛力。
在本系列文章中將會(huì)介紹戰(zhàn)斗機(jī)用碳纖維復(fù)合材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)，以便在重量、強(qiáng)度和成本方面選擇最合適的材料來(lái)滿足要求，本文首先介紹了飛機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)。
Part 1:飛機(jī)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)
碳纖維復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于許多現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)，如洛克希德·馬丁F-35閃電戰(zhàn)斗機(jī)、歐洲戰(zhàn)斗機(jī)、拉斐爾和薩博鷹獅。碳纖維材料是飛機(jī)承重結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的材料之一，例如：機(jī)翼蒙皮、襟副翼、垂直穩(wěn)定器、 機(jī)身和尾翼等。
歐洲臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)，約40%的結(jié)構(gòu)重量是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（上圖1）。重量節(jié)省可以增加有效載荷范圍，提供在恒定性能水平下縮小子系統(tǒng)尺寸的機(jī)會(huì)，或者可提供更好的燃料效率。
再比如，美國(guó)第五代戰(zhàn)斗機(jī)F/A-22，作為全球最先進(jìn)的飛機(jī)，它在機(jī)身、機(jī)翼和尾翼的最重要部分使用了碳纖維復(fù)合材料。事實(shí)上，這款軍機(jī)中的鈦合金占該總重量的40%，復(fù)合材料占34%。
此外，復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性促使了其他飛機(jī)部件的開發(fā)。如今的隱形飛機(jī)是由碳纖維增強(qiáng)聚合物制成的，因?yàn)樘祭w維具有優(yōu)越的性能，有助于減少熱輻射和雷達(dá)反射。
展開 選擇五金沖壓材料時(shí)要充分考慮到材料的塑性變形
冷沖壓是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，在常溫下利用安裝在太力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使用其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。
那么金屬的塑性變形是怎么回事呢？
在固體材料中，原子之間作用著相當(dāng)大的力，足以抵抗重力的作用，所以在沒(méi)有其它外力作用的條件下，物體具有自己的形狀和尺寸。固體是由質(zhì)點(diǎn)或微元體組成的，對(duì)固體施加外力引起的形狀和尺寸改變，伴隨著質(zhì)點(diǎn)間距離的變化，或微元體的形狀和尺寸的變化。
如果作用物體的外力卸載后，由于外力引起的的變形隨之消失，特體能完全恢復(fù)自己的原始形狀和尺寸，則這樣的變形稱為彈性變形。如果作用于物體的外力卸載后，物體并不能完全恢復(fù)自己的原始形狀和尺寸，則所存在的殘余變形稱為塑性變形。
塑性變形和彈性變形一樣，都是在變形體不破壞的條件下進(jìn)行的；
影響金屬塑性變形的主要因素通常有以個(gè)幾個(gè)因素：
1.金屬材料的成分和組織結(jié)構(gòu)
2.變形溫度
3.變形速度
4應(yīng)力狀態(tài)
5.材料的力學(xué)性能
影響金屬塑性變形的主要因素很多，除金屬的成分、組織結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素外，其外部因素的影響也很大。從沖壓工藝角度出發(fā)，往往著重于外部條件的研究，以便創(chuàng)遷條件，充分發(fā)揮材料的變形潛力，盡可能減少工序數(shù)。
正確選擇沖壓件原材料能在生產(chǎn)加工中起到事半功倍的做用。
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展開 設(shè)備及管道絕熱材料的選擇
絕熱材料的性能影響節(jié)能效果，選擇絕熱材料時(shí)性能參數(shù)應(yīng)符合以下要求：
一、保溫材料
1、熱導(dǎo)率
在平均溫度為298K(25℃)時(shí)熱導(dǎo)率值不應(yīng)大于0.08W/(m·K)。
2、密度
密度不大于300kg/m3。
3、抗壓強(qiáng)度
除軟質(zhì)、半硬質(zhì)、散狀材料外，硬質(zhì)無(wú)機(jī)成型制品的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于0.30MPa，有機(jī)成型制品的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于0.20MPa。
4、使用溫度范圍
應(yīng)在注明最高使用溫度范圍以內(nèi)。
5、其他參數(shù)
材料燃燒性能級(jí)別、含水率、吸濕率、熱膨脹系數(shù)、收縮率、抗折強(qiáng)度、腐蝕性及耐腐蝕性等性能應(yīng)滿足國(guó)家有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并符合設(shè)計(jì)要求。
二、保冷材料
1、主要參數(shù)要求
泡沫塑料及其制品25℃時(shí)的熱導(dǎo)率應(yīng)不大于0.044W/(mK)，密度應(yīng)不大于60kg/m3，吸水率應(yīng)不大于4%，并應(yīng)具有阻燃性能，氧指數(shù)不應(yīng)小于30%，硬質(zhì)成型制品的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于0.15MPa。
泡沫橡塑制品0℃時(shí)的熱導(dǎo)率應(yīng)不大于0.036W/(mK)，密度應(yīng)不大于95kg/m3，真空吸水率不大于10%。
泡沫玻璃及其制品25℃時(shí)的熱導(dǎo)率應(yīng)不大于0.064W/(mK)，密度應(yīng)不大于180kg/m3，吸水率應(yīng)不大于0.5%。
2、其他參數(shù)
應(yīng)在注明最低使用溫度及線膨脹系數(shù)或線收縮率范圍內(nèi)。
3、安全性
應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)設(shè)備和管道無(wú)腐蝕作用，當(dāng)遭受火災(zāi)時(shí)，不致大量逸散有毒氣體。
展開 設(shè)備及管道絕熱材料的選擇
絕熱材料的性能影響節(jié)能效果，選擇絕熱材料時(shí)性能參數(shù)應(yīng)符合以下要求：
一、保溫材料
1、熱導(dǎo)率
在平均溫度為298K(25℃)時(shí)熱導(dǎo)率值不應(yīng)大于0.08W/(m·K)。
2、密度
密度不大于300kg/m3。
3、抗壓強(qiáng)度
除軟質(zhì)、半硬質(zhì)、散狀材料外，硬質(zhì)無(wú)機(jī)成型制品的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于0.30MPa，有機(jī)成型制品的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于0.20MPa。
4、使用溫度范圍
應(yīng)在注明最高使用溫度范圍以內(nèi)。
5、其他參數(shù)
材料燃燒性能級(jí)別、含水率、吸濕率、熱膨脹系數(shù)、收縮率、抗折強(qiáng)度、腐蝕性及耐腐蝕性等性能應(yīng)滿足國(guó)家有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并符合設(shè)計(jì)要求。
二、保冷材料
1、主要參數(shù)要求
泡沫塑料及其制品25℃時(shí)的熱導(dǎo)率應(yīng)不大于0.044W/(mK)，密度應(yīng)不大于60kg/m3，吸水率應(yīng)不大于4%，并應(yīng)具有阻燃性能，氧指數(shù)不應(yīng)小于30%，硬質(zhì)成型制品的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于0.15MPa。
泡沫橡塑制品0℃時(shí)的熱導(dǎo)率應(yīng)不大于0.036W/(mK)，密度應(yīng)不大于95kg/m3，真空吸水率不大于10%。
泡沫玻璃及其制品25℃時(shí)的熱導(dǎo)率應(yīng)不大于0.064W/(mK)，密度應(yīng)不大于180kg/m3，吸水率應(yīng)不大于0.5%。
2、其他參數(shù)
應(yīng)在注明最低使用溫度及線膨脹系數(shù)或線收縮率范圍內(nèi)。
3、安全性
應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)設(shè)備和管道無(wú)腐蝕作用，當(dāng)遭受火災(zāi)時(shí)，不致大量逸散有毒氣體。
展開 不銹鋼如何選擇焊接材料
如何選擇正確的不銹鋼焊材?
如果母材是相同的,首要準(zhǔn)則就是“與母材匹配”。例如焊接310或316不銹鋼,就選擇相應(yīng)的焊材。
焊接異種材料,則遵循選擇與合金元素含量高的母材相匹配的準(zhǔn)則。例如焊接304和316不銹鋼,則選擇316型焊材。
但是,也存在很多不遵循“匹配母材”原則的特殊情況,這時(shí)就要“查閱焊材選擇表”。例如,304型不銹鋼是最常見的母材,但是沒(méi)有304型的焊條。
假如要焊材與母材匹配,如何選擇焊材來(lái)焊接304不銹鋼?
焊接304不銹鋼時(shí),使用308型焊材,因?yàn)?08不銹鋼中的額外元素可以更好的穩(wěn)定焊縫區(qū)域。
308L也是一個(gè)可接受的選擇。L表示低碳含量,3XXL不銹鋼表示碳含量≤ 0.03%,而標(biāo)準(zhǔn)的3XX不銹鋼可最高含有0.08%的碳含量。
由于L型焊材與非L型焊材屬于同一類型的分類,因此生產(chǎn)產(chǎn)商應(yīng)該特別考慮使用L型焊材,因?yàn)樗牡吞己靠梢詼p少晶間腐蝕的傾向(圖1)。
展開 怎么根據(jù)母材選擇焊接材料
怎么根據(jù)母材選擇焊接材料
焊接材料的選擇主要依據(jù)母材的力學(xué)性能和化學(xué)成分匹配，一般情況下：力學(xué)程序選擇低匹配，化學(xué)成分選擇相似的。
相對(duì)來(lái)說(shuō)選擇銀基焊材的比較多，因?yàn)殂y基焊材根據(jù)銀含量的高低不同，既可以焊接要求高，較為精密的儀器，也可以焊接不銹鋼與硬質(zhì)合金等要求較低，精密度也不那么高的產(chǎn)品。這主要是根據(jù)客戶的要求和母材材質(zhì)與性能的影響。
另外也應(yīng)根據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、焊接性能并結(jié)合壓力容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用條件及焊接方法綜合考慮選用焊接材料，必要時(shí)通過(guò)試驗(yàn)確定。焊縫金屬的性能應(yīng)高于或等于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的下限或滿足圖樣規(guī)定的技術(shù)條件要求。
河南匯金正和焊材趙智慧期待您的來(lái)電：18339935488
展開 汽車沖壓件原材料的選擇
在材料的選擇上，首先根據(jù)汽車沖壓件的種類和使用特點(diǎn)，選擇具有不同機(jī)械性能的金屬材料，以達(dá)到既保證產(chǎn)品質(zhì)量又節(jié)約材料的目的。
汽車沖壓件的材料選擇一般應(yīng)遵循以下原則：
(1)選用的材料首先要滿足汽車零部件的使用性能要求；
(2)選用的材料應(yīng)具有較好的工藝性能；
(3)選用的材料要有較好的經(jīng)濟(jì)性
汽車沖壓件生產(chǎn)中大量采用了冷沖壓工藝，適合汽車沖壓件行業(yè)多品種、規(guī)?；a(chǎn)的需要。在中重型車輛中，大部分覆蓋件，如車身外板，以及一些承重和支撐件，如車架、車廂等汽車零部件，都是汽車沖壓件。冷沖壓用鋼材主要為鋼板和鋼帶，占整車用鋼總量的72.6%。冷沖壓材料與汽車沖壓件生產(chǎn)的關(guān)系非常密切。材料的好壞不僅決定產(chǎn)品的性能，而且直接影響汽車沖壓件工藝的工藝設(shè)計(jì)，并影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、使用壽命和生產(chǎn)組織。因此，合理選擇材料是最重要的因素之一 ，這是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的任務(wù)。
展開 
導(dǎo)熱材料選擇與計(jì)算
同樣的，殼體-散熱片/散熱片-環(huán)境的熱阻值分別定義如下：
Rcs = (ΔTcs)/Q = (Tc - Ts)/Q
Rsa = (ΔTsa)/Q = (Ts - Ta)/Q
其中，Rcs 表示了通過(guò)殼體到散熱片之間接觸面的熱阻，通常叫做接觸熱阻（這里似乎忽略了散熱片內(nèi)部的熱阻），而通過(guò)減少接觸面的粗糙度或是使用適當(dāng)?shù)慕缑?em>材料可以減少接觸熱阻。Rsa 則是散熱片到空氣的熱阻。
可以看出，從器件的晶結(jié)到環(huán)境的總熱阻是以上三個(gè)熱阻之和，如下：
Rja = Rjc + Rcs + Rsa = (Tj - Ta)/Q
所需散熱片的熱阻選擇散熱片的第一步就是決定所需散熱片的熱阻，以保證所冷卻器件工作在允許的溫度內(nèi)。上面的熱阻求和的方程可以寫成下式的形式，從而得到所需的散熱片熱阻。
Rsa = ((Ts - Ta)/Q) - Rjc - Rcs
上式中的Tj, Q 和 Rjc 都是器件制造商所提供, 而 Ta 和Rcs 則是用戶自定義的參數(shù)。
用于冷卻電子設(shè)備的環(huán)境空氣溫度Ta 依賴于工作環(huán)境和所設(shè)定的最高工作環(huán)境溫度。通常,如果使用外部空氣冷卻的的話, Ta 的范圍是從35 到45°C;如果設(shè)備是封閉的或者是放置在其它熱源的附近,則Ta 的范圍是從50到60°C.
接觸熱阻Rcs 取值依賴于接觸面對(duì)的光潔度,平面度,接觸面上的壓力,接觸面積以及所使用的界面材料的種類和厚度. 但是,即使給定了界面材料的種類和厚度, 接觸熱阻的精確值卻仍然很難確定. 這是由于接觸熱阻還隨著安裝壓力和其他一些參數(shù)變化. 不過(guò)可以從界面材料的制造商和散熱片的制造商處得到相對(duì)可靠的熱阻參數(shù).
常用的(這里指的是Avvid 的產(chǎn)品)界面材料的熱阻值如下表1.
展開 航空航天材料的選擇及應(yīng)用
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選材原則
結(jié)構(gòu)件在服役中要承受各種形式的外力作用，要求材料在規(guī)定期限內(nèi)不超過(guò)允許的變形量和不破斷，而航空航天結(jié)構(gòu)還要盡量縮小結(jié)構(gòu)尺寸、降低重量，早期航空航天構(gòu)件采用靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)，不考慮或很少考慮塑韌性，導(dǎo)致出現(xiàn)了災(zāi)難性事故。
干線飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)部件
為了保證結(jié)構(gòu)安全并充分利用材料的性能，航空航天結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)由 “強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皳p傷容限設(shè)計(jì)原則”，并逐步過(guò)渡到“全壽命周期設(shè)計(jì)原則”，在設(shè)計(jì)階段就考慮到產(chǎn)品壽命歷程的所有環(huán)節(jié)，所有相關(guān)因素在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就得到綜合規(guī)劃和優(yōu)化。要求材料不僅具有高的比強(qiáng)度、比剛度，還要有一定的斷裂韌性和沖擊韌性、抗疲勞性能、耐高溫性能、耐低溫性能、耐腐蝕性能、耐老化性能和抗霉菌性能，并有針對(duì)性地強(qiáng)化一些性能指標(biāo)。此外，不同等級(jí)的載荷區(qū)采用不同的選材判據(jù)，根據(jù)部件的具體要求選擇與之匹配的材料，大載荷區(qū)采用強(qiáng)度判據(jù)，選用高強(qiáng)材料；中載荷區(qū)采用剛度判據(jù)，選用高彈性模量材料；輕載荷區(qū)主要考慮尺寸穩(wěn)定性，確保構(gòu)件尺寸大于最小臨界尺寸。
選擇和評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)材料時(shí)，要根據(jù)服役條件和應(yīng)力狀態(tài)，選擇合適的力學(xué)性能 （拉伸、壓縮、沖擊、疲勞、低溫系列沖擊）測(cè)試方法，針對(duì)不同的斷裂方式（韌斷、脆斷、應(yīng)力疲勞、應(yīng)變疲勞、應(yīng)力腐蝕、氫脆、中子輻照脆化等），綜合考慮材料強(qiáng)度與塑性、韌性的合理配合。承受拉伸載荷的構(gòu)件，表層及心部應(yīng)力分布均勻，所選材料應(yīng)具有均一組織和性能，大型構(gòu)件應(yīng)有良好的淬透性。承受彎曲及扭轉(zhuǎn)載荷的構(gòu)件，表層及心部應(yīng)力相差較大，可用淬透性較低的材料。承受交變載荷的構(gòu)件，疲勞極限、缺口敏感性為選材的重要考核指標(biāo)。
展開 PLA vs ABS ：如何選擇3D打印材料？
應(yīng)該注意的是，由于 PLA 可能是最流行的 3D 打印燈絲，PLA 燈絲的顏色和選項(xiàng)往往更廣泛，您會(huì)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)材料或 3D 打印機(jī)制造商都在出售它。作為最受歡迎的工業(yè)塑料之一，例如被 LEGO 等制造商使用，ABS 作為原材料實(shí)際上更便宜。
△圖片來(lái)源：ColorFabb
材料制造商
在增材制造市場(chǎng)，致力于材料開發(fā)的公司數(shù)量確實(shí)非常多。由于 FDM 3D 打印是使用最廣泛的技術(shù)，無(wú)論是初學(xué)者還是工業(yè)公司，大多數(shù)制造商都開發(fā)熱塑性聚合物長(zhǎng)絲。因?yàn)?PLA 比 ABS 更受歡迎，所以報(bào)價(jià)要大得多?，F(xiàn)在有數(shù)百種不同的品牌、顏色和混合物，雖然 ABS 燈絲也有幾種品牌和顏色，但供應(yīng)量比 PLA 少。至于PLA材料的制造商，可以找到專門從事長(zhǎng)絲開發(fā)的公司，如Polymaker、ColorFabb、Filamentum、MatterHackers等。
△PLA 和 ABS 之間的比較（圖片來(lái)源：3Dnatives）
展開 這將是下一代半導(dǎo)體材料的最佳選擇？
來(lái)源：本文由半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）編譯自UCSB
在一項(xiàng)證實(shí)其作為下一代半導(dǎo)體材料的前景的研究中，加州大學(xué)圣巴巴拉分校的研究人員直接可視化了立方砷化硼單晶（cubic boron arsenide single crystals）的光載流子傳輸特性。
“我們能夠可視化樣品中電荷的移動(dòng)方式，”工程學(xué)院機(jī)械工程助理教授 Bolin Liao 說(shuō)。他和他的團(tuán)隊(duì)使用美國(guó)一所大學(xué)唯一運(yùn)行的掃描超快電子顯微鏡 (SUEM) 裝置，能夠在這種研究相對(duì)較少的 III-V 半導(dǎo)體材料中制作光激發(fā)電荷的產(chǎn)生和傳輸過(guò)程的“movies” ，它最近被認(rèn)為具有非凡的電氣和熱性能。在這個(gè)過(guò)程中，他們發(fā)現(xiàn)了另一種有益的特性，增加了該材料作為下一個(gè)偉大半導(dǎo)體的潛力。
他們的研究與休斯頓大學(xué)物理學(xué)教授Zhifeng Ren團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行，該團(tuán)隊(duì)專門制造高質(zhì)量的立方砷化硼單晶，發(fā)表在《Matter》雜志上。
砷化硼被視為替代計(jì)算機(jī)世界主要半導(dǎo)體材料硅的潛在候選者，因?yàn)樗哂辛己玫男阅?。一方面，隨著硅的電荷遷移率提高，它很容易傳導(dǎo)電流（電子及其帶正電荷的對(duì)應(yīng)物，“空穴”）。然而，與硅不同，它也很容易導(dǎo)熱。
“這種材料的導(dǎo)熱率實(shí)際上是硅的 10 倍，”廖說(shuō)。他解釋說(shuō)，隨著電子元件變得更小、更密集，這種熱傳導(dǎo)和釋放能力尤其重要，并且匯集的熱量威脅到設(shè)備的性能。
“隨著你的手機(jī)變得越來(lái)越強(qiáng)大，你希望能夠散熱，否則你就會(huì)遇到效率和安全問(wèn)題，”他說(shuō)。“對(duì)于許多微電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，熱管理一直是一個(gè)挑戰(zhàn)?！?事實(shí)證明，導(dǎo)致這種材料的高導(dǎo)熱性的原因也可能導(dǎo)致光載流子的有趣傳輸特性，即光激發(fā)的電荷，例如在太陽(yáng)能電池中。
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